Aplicação do Filtro de Kalman Unscented para estimativa do fluxo de calor em problemas 3D não lineares de transferência de calor em blindagens
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Data de Publicação: | 2023 |
Outros Autores: | |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) |
Texto Completo: | http://app.uff.br/riuff/handle/1/29420 |
Resumo: | Este trabalho apresenta o desenvolvimento e a análise de uma ferramenta de software projetada para resolver problemas inversos de condução de calor usando o algoritmo Filtro de Kalman Unscented (UKF). A ferramenta, implementada em C++ e CUDA C/C++, foca na estimativa de fluxo de calor em cenários complexos e não lineares. O trabalho investiga dois casos específicos: uma placa metálica submetida a um fluxo de calor de alta magnitude e um tubo exposto a um fluxo de calor de radiação com condições de contorno convectivas. A ferramenta demonstrou sua capacidade de lidar eficientemente com esses cenários, e a implementação em GPU levou a uma redução significativa no tempo de processamento. Apesar de resultados promissores, o estudo identificou áreas para investigação futura, incluindo tratamento aprimorado das condições de contorno, melhorias nos modelos propostos para os casos, e potencial integração em um sistema de monitoramento em tempo real. Este trabalho contribui para o campo de transferência de calor, fornecendo uma nova ferramenta para a solução de problemas inversos, apoiando pesquisas futuras e análises de engenharia de sistemas térmicos complexos |
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Aplicação do Filtro de Kalman Unscented para estimativa do fluxo de calor em problemas 3D não lineares de transferência de calor em blindagensEstimativa de variáveis de estadoOtimizações computacionaisFiltro de Kalman UnscentedEstimativa de estadoFiltragem de KalmanOtimização (Computacional)Transmissão de calorState variable estimationComputational optimizationsUnscented Kalman FilterEste trabalho apresenta o desenvolvimento e a análise de uma ferramenta de software projetada para resolver problemas inversos de condução de calor usando o algoritmo Filtro de Kalman Unscented (UKF). A ferramenta, implementada em C++ e CUDA C/C++, foca na estimativa de fluxo de calor em cenários complexos e não lineares. O trabalho investiga dois casos específicos: uma placa metálica submetida a um fluxo de calor de alta magnitude e um tubo exposto a um fluxo de calor de radiação com condições de contorno convectivas. A ferramenta demonstrou sua capacidade de lidar eficientemente com esses cenários, e a implementação em GPU levou a uma redução significativa no tempo de processamento. Apesar de resultados promissores, o estudo identificou áreas para investigação futura, incluindo tratamento aprimorado das condições de contorno, melhorias nos modelos propostos para os casos, e potencial integração em um sistema de monitoramento em tempo real. Este trabalho contribui para o campo de transferência de calor, fornecendo uma nova ferramenta para a solução de problemas inversos, apoiando pesquisas futuras e análises de engenharia de sistemas térmicos complexosThis work presents the development and analysis of a software tool designed to solve inverse heat conduction problems using the Unscented Kalman Filter (UKF) algorithm. The tool, implemented in C++ and CUDA C/C++, focuses on estimating heat flux in complex and nonlinear scenarios. The work investigates two specific cases: a metallic plate subjected to a high-magnitude heat flux and a tube exposed to a heat flux of radiation origin with convective boundary conditions. The tool demonstrated its capability of efficiently handling these scenarios, and the GPU implementation led to a significant reduction in processing time. Despite promising results, the study identified areas of future investigation, including improved boundary condition treatment, extension of the proposed models for the cases, and potential real-time monitoring system integration. This work contributes to the heat transfer field by providing a novel tool for solving inverse problems, supporting further research and engineering analysis of complex thermal systems.71 p.Pacheco, César Cunhahttp://lattes.cnpq.br/4977724521165246Pinheiro, Isabela Florindohttp://lattes.cnpq.br/4244258573417514Lisbôa, Kleber Marqueshttp://lattes.cnpq.br/3734240256988290http://lattes.cnpq.br/2847426513018276http://lattes.cnpq.br/5988110004551805Egger, Vitor FernandesEgger, Bruno Fernandes2023-07-19T16:23:11Z2023-07-19T16:23:11Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfEGGER, Vitor Fernandes; EGGER, Bruno Fernandes. Aplicação do Filtro de Kalman Unscented para estimativa do fluxo de calor em problemas 3D não lineares de transferência de calor em blindagens. 2023. 71 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Escola de Engenharia, Universidade Federal Fluminense, Niterói, 2023.http://app.uff.br/riuff/handle/1/29420CC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFF2023-07-19T16:23:14Zoai:app.uff.br:1/29420Repositório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202024-08-19T10:55:30.290863Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false |
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Este trabalho apresenta o desenvolvimento e a análise de uma ferramenta de software projetada para resolver problemas inversos de condução de calor usando o algoritmo Filtro de Kalman Unscented (UKF). A ferramenta, implementada em C++ e CUDA C/C++, foca na estimativa de fluxo de calor em cenários complexos e não lineares. O trabalho investiga dois casos específicos: uma placa metálica submetida a um fluxo de calor de alta magnitude e um tubo exposto a um fluxo de calor de radiação com condições de contorno convectivas. A ferramenta demonstrou sua capacidade de lidar eficientemente com esses cenários, e a implementação em GPU levou a uma redução significativa no tempo de processamento. Apesar de resultados promissores, o estudo identificou áreas para investigação futura, incluindo tratamento aprimorado das condições de contorno, melhorias nos modelos propostos para os casos, e potencial integração em um sistema de monitoramento em tempo real. Este trabalho contribui para o campo de transferência de calor, fornecendo uma nova ferramenta para a solução de problemas inversos, apoiando pesquisas futuras e análises de engenharia de sistemas térmicos complexos |
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